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《东华大学》 2014年
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化学钢化玻璃/PU/PC轻质复合结构玻璃的制备与研究

白晓光  
【摘要】:夹层玻璃因其具有耐热、耐光、抗冲击强度高、安全性能好等特点,在日常生活中应用广泛。但由于玻璃是典型的脆性材料,其抗弯强度较小,当夹层玻璃受到强烈的冲击时,夹层玻璃因整体变形较大而产生碎裂,且玻璃碎片会脱离中间膜导致安全隐患。本论文利用PC片代替传统夹层玻璃结构中的一片玻璃,并减薄另外保留的玻璃层,利用化学钢化增加其强度。最终形成钢化玻璃/中间膜/PC片的复合结构,增加了复合结构玻璃的抗冲击性能,并减轻了复合结构玻璃的重量,从而达到安全轻量化的目的。 论文采用KNO3熔盐对厚度约为1mmm的薄玻璃进行化学钢化,利用微控电子万能试验机测试其最大断裂应力,利用光电雾度仪测试其透过率。通过分析测试结果,确定了薄玻璃化学钢化的最佳钢化时间和温度。测试结果表明,本实验中使用的薄玻璃,最佳钢化工艺参数为:450℃下钢化6h。经过化学钢化,薄玻璃的强度增大约239%,透过率降低约1%。 论文通过Nano-ZS纳米粒度与电位分析仪测试硅烷偶联剂水溶液的电位,研究了硅烷偶联剂的最佳水解时间和最佳水解浓度。利用万能电子试验机对经过偶联剂处理的WPU薄膜与薄玻璃进行90。剥离实验,确定了偶联剂处理WPU薄膜的最佳处理时间和处理浓度。利用全自动视频微观接触角测量仪测量偶联剂改性WPU薄膜亲水性能。利用场发射扫描电子显微镜和紫外—可见光谱仪分析PC片被NaOH处理后表面形貌和透过率的变化。研究结果表明,当硅烷偶联剂的水解溶液采用去离子水和乙醇的混合液时,溶液的稳定性最好。硅烷偶联剂改性WPU薄膜的最佳的处理浓度是1.5wt%,最佳的处理时间是5min。它与薄玻璃的90。剥离强度增大约26%。经过处理的WPU薄膜接触角增大,耐水性和热稳定性能也有所提高。NaOH处理的PC片表面部分分子键断裂,表面粗糙度和表面积增加,透过率下降约8%,粘附性能变好。 本研究利用万能试验机和漆膜冲击器测试了复合结构玻璃的抗冲击性能。并对制备得到的复合结构玻璃进行了高温耐久性试验和耐紫外线辐照试验。论文通过对影响复合夹层结构玻璃的各个因素设计了正交实验,通过实验确定了最佳的夹层工艺参数。试验结果表明,复合结构玻璃的最佳工艺参数为:夹层时间为6h,夹层温度为130℃,真空度为-0.095MPa,处理PC的碱浓度为5mol/L。复合结构玻璃的重量比传统的夹层玻璃减轻25%,最大断裂应力增加约22%,抗冲击性能提高。复合结构玻璃的耐老化性能较好。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TQ171.1

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【引证文献】
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